JP2005219405A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 煩わしいクリーニングシート装填作業をすることなくサーマルヘッドのクリーニングを行う。
【解決手段】 メインシャフト６１を中心に回転する第１回転板６２に、クリーニングローラ４１と、プラテンローラ２３とを設ける。クリーニングローラ４１とプラテンローラ２３とは、メインシャフト６１から等距離離れた位置に配置される。プリント時には、プラテンローラ２３がサーマルヘッド２２のヘッド対向位置に挿入される。第１回転板６２が回転すると、プラテンローラ２３がヘッド対向位置から退避して、代わりにクリーニングローラ４１がヘッド対向位置へ挿入される。クリーニング用モータＭ２の回転力は、メインシャフト６１に設けられた伝達ギヤ７４を介してクリーニングローラ４１へ伝達される。クリーニングローラ４１の回転によりヘッドクリーニングがなされる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、サーマルヘッドに付着した汚れをクリーニングするサーマルプリンタに関するものである。

サーマルヘッドの加熱により画像を熱記録するサーマルプリンタが知られている。サーマルヘッドと対向するヘッド対向位置には、プラテンローラが配置される。サーマルプリンタには、感熱記録紙（以下、単に記録紙という）を用いる感熱記録タイプ（感熱プリンタ）のものと、転写用インクリボンを用いる熱転写タイプとがあるが、感熱プリンタでは、サーマルヘッドとプラテンローラとの間に記録紙を挟み込み、サーマルヘッドを記録紙に圧接させた状態で、記録紙を搬送させながら熱記録を行う。

サーマルヘッドは高温に達するため、記録紙の表面の保護層が軟化して、その一部が汚れとしてサーマルヘッドへ付着してしまう。この汚れは画質を劣化させる原因となるため、サーマルヘッドのクリーニングが行われる。サーマルヘッドのクリーニングは、例えば、表面に研磨剤が塗布されたクリーニングシートを用い、これを記録紙の代わりにプリンタへ給紙することによって行われる。給紙されたクリーニングシートは、搬送路を通ってサーマルヘッドを通過する。この際にクリーニングシートがサーマルヘッドと摺接してサーマルヘッドに付着した汚れが擦り取られる（例えば、下記特許文献１参照）。

特開平３−３２８２０５号公報

しかしながら、クリーニングシートを用いるヘッドクリーニング方法では、ユーザーがクリーニングシートをプリンタに装填する作業が伴う。ヘッドクリーニングは、定期的に行われるのが理想的であるが、クリーニングシートの装填作業が煩わしいため、ユーザーはクリーニングを怠りがちであった。

本発明は、煩雑なクリーニングシート装填作業をすることなくヘッドクリーニングを行うことができるサーマルプリンタを提供することを目的とする。

本発明は、加熱により画像を熱記録するサーマルヘッドと、このサーマルヘッドと対向するヘッド対向位置に配置されるプラテンローラとを有するサーマルプリンタにおいて、外周面を前記サーマルヘッドに接触させた状態で回転させることによりサーマルヘッドの汚れを擦り取るクリーニングローラと、このクリーニングローラと前記プラテンローラとを変位させることにより、前記各ローラを前記ヘッド対向位置へ選択的に挿入するローラ切り替え機構とを設けたことを特徴とする。

前記ローラ切り替え機構は、平行に配置された前記プラテンローラ及びクリーニングローラをその両端で保持し、前記各ローラと平行に配置されたメインシャフトを中心に回転する一対の回転板を備えていることが好ましい。

前記クリーニングローラは、前記ローラ切り替え機構に着脱自在に取り付けられることが好ましい。

前記クリーニングローラの外周面は、研磨剤が塗布されるか、又はブラシ状になっていることが好ましい。

前記クリーニングローラは、前記サーマルヘッドの主走査方向に往復動しながら回転することが好ましい。

前記ローラ切り替え機構は所定のタイミングで作動して、クリーニング処理が自動的に実行されるようにするとよい。所定のタイミングとしては、例えば、プリンタ本体の電源投入時や、プリント枚数が所定枚数に達した場合などである。

本発明のサーマルプリンタは、外周面を前記サーマルヘッドに接触させた状態で回転させることによりサーマルヘッドの汚れを擦り取るクリーニングローラと、このクリーニングローラと前記プラテンローラとを変位させることにより、前記各ローラを前記ヘッド対向位置へ選択的に挿入するローラ切り替え機構とを設けたから、煩雑なクリーニングシート装填作業をすることなくヘッドクリーニングを行うことができる。

また、このローラ切り替え機構を所定のタイミングで動作させるようにすることで、ユーザーが意識することなく定期的なヘッドクリーニングが可能になる。

図１に示すカラー感熱プリンタ１０には、長尺の記録紙１１をロール状に巻いた記録紙ロール１２が装填される。記録紙１１は、周知のように、支持体上にシアン感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、イエロー感熱発色層が順次層設されている。最上層となるイエロー感熱発色層は熱感度が最も高く、小さな熱エネルギーでイエローに発色する。最下層となるシアン感熱発色層は熱感度が最も低く、大きな熱エネルギーでシアンに発色する。また、イエロー感熱発色層は、発光波長のピークが約４２０ｎｍの青紫色の可視光であるイエロー定着光が照射されたときに発色能力が消失する。マゼンタ感熱発色層は、イエロー感熱発色層とシアン感熱発色層との中間程度の熱エネルギーでマゼンタに発色し、発光波長のピークが約３６５ｎｍの近紫外線であるマゼンタ定着光が照射されたときに発色能力が消失する。

給紙ローラ１３は、記録紙ロール１２と当接して、記録紙ロール１２を回転させることにより、該ロール１２から記録紙１１の先端を、搬送路に引き出す。給紙ローラ１３の下流側には、キャプスタンローラ１４とピンチローラ１５とからなる搬送ローラ１６が配置されている。搬送ローラ１６は、記録紙１１をニップした状態で送り方向と戻し方向とに搬送する。搬送路は、図示しないガイド部材によって構成されており、記録紙１１は、このガイド部材に進路を案内されながら搬送される。

給紙ローラ１３及び搬送ローラ１６は、搬送モータＭ１により正逆両方向に回転駆動される。搬送モータＭ１は、モータドライバ（図示せず）を介してコントローラ２１により回転速度及び回転量が制御される。搬送モータＭ１としては、例えば、与えられたパルス数に応じて回転量が決定するステッピングモータが使用されており、コントローラ２１は、搬送モータＭ１へ与える駆動パルスをカウントすることによって、記録開始位置、カット位置などの記録紙１１の位置及びその搬送量を特定する。

搬送ローラ１６の下流側には、サーマルヘッド２２が配置されている。サーマルヘッド２２は、周知のように、多数の発熱素子を主走査方向に配列した発熱素子アレイ２２ａを備えており、この発熱素子アレイ２２ａを記録紙１１に圧接させた状態で、各発熱素子を発熱させ記録紙１１に画像データの階調値に応じた熱エネルギーを与える。このサーマルヘッド２２は、コントローラ２１から送られる画像データに基づいてヘッドドライバによって駆動される。

発熱素子アレイ２２ａと対向するヘッド対向位置には、記録紙１１を裏面から支持するプラテンローラ２３が配置されている。プラテンローラ２３は、記録紙１１の搬送に応じて従動回転し、記録紙１１と発熱素子アレイ２２ａとの接触状態を安定させる。記録紙１１は、これらサーマルヘッド２２とプラテンローラ２３によって挟持されることによって、発熱素子アレイ２２ａと圧接される。このサーマルヘッド２２による熱記録は、給紙時に記録紙１１の記録エリアをいったんサーマルヘッド２２を通過させた後、記録紙１１を戻し方向に搬送しながら行われる。

ヘッドシフト機構２４は、サーマルヘッド２２を、発熱素子アレイ２２ａとプラテンローラ２３との間に隙間を空ける退避位置と、発熱素子アレイ２２ａを記録紙１１と圧接させる圧接位置との間で揺動させる。給紙時には、サーマルヘッド２２は退避位置にあり、発熱素子アレイ２２ａとプラテンローラ２３との間に、記録紙１１の給紙通路が確保される。記録時には、サーマルヘッド２２が圧接位置に移動して発熱素子アレイ２２ａが記録紙１１に押し当てられる。

サーマルヘッド２２の送り方向下流側には、光定着器２６が配置されている。光定着器２６は、イエロー定着光を放射するイエロー用定着ランプ２７及びマゼンタ定着光を放射するマゼンタ用定着ランプ２８を備えている。イエロー画像の光定着は、イエロー画像の熱記録が終了した後、イエロー用定着ランプ２７を点灯させ、記録エリアを熱記録時とは逆に送り方向に搬送しながら行われる。その後、記録エリアを戻し方向に搬送させながらマゼンタ画像の熱記録が開始されるが、この時には、イエロー用定着ランプ２７は消灯される。マゼンタ画像の熱記録が終了すると、マゼンタ用定着ランプ２８を点灯させ、記録エリアを送り方向に搬送しながらマゼンタの光定着が開始される。記録エリアが光定着器２６を通過した後、搬送方向を戻し方向に逆転させてシアン画像の熱記録が開始される。

光定着器２６の下流側には、カッタ３２が配置されている。カッタ３２は、熱記録及び定着が終了した記録紙１１の記録済み部分を１枚のシートに切断する。切断されたシートは排紙口からプリンタ外へ排紙される。記録紙１１の未記録部分は、記録紙ロール１２へ巻き戻される。

また、プリンタ１０には、その本体内にサーマルヘッド２２をクリーニングするクリーニングローラ４１が設けられている。クリーニングローラ４１は、主走査方向に延びた円筒形状のローラであり、発熱素子アレイ２２ａやプラテンローラ２３とほぼ同じ長さを持つ。クリーニングローラ４１の外周面には、研磨剤が塗布されている。

ヘッドクリーニングを行う際には、クリーニングローラ４１が、プラテンローラ２３の代わりにヘッド対向位置に挿入される。このヘッド対向位置では、クリーニングローラ４１の外周面が発熱素子アレイ２２ａに接する。この状態で、クリーニングローラ４１を回転させて、その外周面を発熱素子アレイ２２ａに摺接させることにより、発熱素子アレイ２２ａに付着した汚れを擦り取る。

クリーニングローラ４１は、駆動ギヤ４２を介してクリーニング用モータＭ２によって回転駆動される。ローラ切り替え機構４４は、プラテンローラ２３とクリーニングローラ４１とを連動して変位させることにより、ヘッド対向位置に挿入されるローラを選択的に切り替える。すなわち、プリントを行う際には、プラテンローラ２３をヘッド対向位置に挿入し、クリーニングを行う際には、ヘッド対向位置からプラテンローラ２３を退避させ、その代わりにクリーニングローラ４１をヘッド対向位置に挿入する。ローラ切り替え機構４４は、切り替え用モータＭ３によって駆動される。

コントローラ２１には、プリント枚数をカウントするプリント枚数カウンタ５１が接続されており、このプリント枚数カウンタ５１が所定枚数に達すると、自動的に、プリンタ１０の動作モードがプリントモードからクリーニングモードへ移行する。いったんクリーニングモードへ移行すると、プリント枚数カウンタ５１はリセットされ、再びプリント枚数のカウントが開始される。

クリーニングモードへ移行すると、ローラ切り替え機構４４が作動して、ヘッド対向位置にクリーニングローラ４１が挿入されて、クリーニング処理が開始される。なお、本例では、プリント枚数が所定枚数に達したときに自動的にクリーニング処理が実行されるようにしているが、プリンタ１０の電源を投入したときに、自動的にクリーニング処理が実行されるようにしてもよい。

また、操作部５３には、クリーニングボタンが設けられており、ユーザーは、このクリーニングボタンを押下することで、任意のタイミングでクリーニング処理を実行させることも可能である。さらに、パーソナルコンピュータなどのホストコンピュータと通信可能に接続するための通信Ｉ／Ｆ５４を介して、ホストコンピュータからの命令によってクリーニング処理を実行できるようにしてもよい。また、プリンタ１０の電源投入時に自動的にクリーニング処理が実行されるようにしてもよい。

また、クリーニングローラ４１は、摩耗するため、寿命に達したものを新品のものに交換できるように、着脱自在に取り付けられている。クリーニング回数カウンタ５２は、ヘッドクリーニングの回数をカウントする。コントローラ２１は、このクリーニング回数カウンタ５２のカウント値に基づいて、それが所定値に達した場合に、プリンタ１０本体に設けられたディスプレイ等を通じて、クリーニングローラ４１を交換すべき旨を警告する。

図２に示すように、ローラ切り替え機構４４は、メインシャフト６１と、このメインシャフト６１の両端に取り付けられる第１及び第２の各回転板６２，６３とを備えている。各回転板６２，６３は、円板形状をしており、それらの中心に、メインシャフト６１の両端が取り付けられている。メインシャフト６１は、その両端が、各回転板６２，６３のそれぞれにベアリング６４を介して取り付けられているため、軸周りに回動自在である。このメインシャフト６１の両端は、プリンタ本体内のシャーシに取り付けられて保持される。

クリーニングローラ４１及びプラテンローラ２３は、第１及び第２の回転板６２，６３に、メインシャフト６１と平行に配置されるように取り付けられる。クリーニングローラ４１及びプラテンローラ２３は、それぞれメインシャフト６１から等距離離れた位置に配置されており、メインシャフト６１の軸周りの配置角が１８０度開いている。このため、メインシャフト６１を中心として各回転板６２，６３が１８０度回転すると、ヘッド対向位置に挿入されるローラが一方から他方へ切り替えられる。

プラテンローラ２３の各回転軸２３ａは、メインシャフト６１と同様に、それらの両端がベアリング６６を介して、第１及び第２の各回転板６２，６３に回動自在に取り付けられている。

クリーニングローラ４１の両端には、その回転軸４１ａの端部に軸受け部６７が設けられている。第１及び第２の各回転板６２，６３には、この軸受け部６７が嵌合して取り付けられる取り付け部６８が形成されている。クリーニングローラ４１は、軸受け部６７を取り付け部６８との嵌合により取り付けられることによって、第１及び第２の各回転板６２，６３に着脱自在に保持される。また、クリーニングローラ４１の回転軸４１ａは、軸受け部６７にベアリング６９（図３参照）を介して設けられており、軸方向に回転自在である。

図３は、取り付け部６８への軸受け部６７の取り付け方法を示す説明図である。取り付け部６８は、第１及び第２の各回転板６２，６３の周縁の一部を切り欠くことによって形成される。取り付け部６８の断面は、略徳利形状をしており、入り口が細く、奥が幅広で円形になっている。軸受け部６７は、その断面が略長方形であり、短辺側の両側端面が、前記取り付け部６８の形状に合わせて円弧状になっている。軸受け部６７は、図３（Ａ）に示すようにその長手方向を垂直にした状態で取り付け部６８に挿入できるように、その短辺方向の幅が取り付け部６８の入り口の幅に対応する幅を持っており、長辺方向の長さは、取り付け部６８内の直径に対応している。

クリーニングローラ４１を第１及び第２の回転板６２，６３に取り付ける場合には、まず、図３（Ａ）に示すように、軸受け部６７を長手方向を垂直にして取り付け部６８に挿入する。そして、図３（Ｂ）に示すように、軸受け部６７の一端が取り付け部６８の最深部に突き当たるまで挿入した後、図３（Ｃ）に示すように、軸受け部６７を回転させる。取り付け部６８は、軸受け部６７ときつく嵌合するように、その内径ｄが決められる。このため、軸受け部６７がいったん取り付けられた後は、それが不用意に回転して、各回転板６２，６３から外れてしまうことがない。なお、Ｅリングなどを使用して、クリーニングローラ４１の軸４１ａが各回転板６２，６３から不用意に外れないようにしてもよい。

第１回転板６２の外周面には、駆動ギヤ７２と噛合するギヤ６２ａが形成されている。これにより、切り替え用モータＭ３が回転すると、その回転が駆動ギヤ７２を介して第１の回転板６２へ伝達される。この第１の回転板６２の回転により、クリーニングローラ４１とプラテンローラ２３とが、ヘッド対向位置へ選択的に挿入される。

また、メインシャフト６１の一端は、第１回転板６２を貫通してその外側に突き出されており、その端部には、駆動ギヤ４２が設けられている。クリーニング用モータＭ２の回転力はこの駆動ギヤ４２へ伝達される。また、メインシャフト６１には、第１回転板６２の内側にクリーニングローラ４１へ回転力を伝達する伝達ギヤ７４が設けられている。この伝達ギヤ７４は、クリーニングローラ４１の回転軸４１ａに設けられた駆動ギヤ７６と噛合してクリーニングローラ４１を回転させる。

以下、上記構成による作用について図４を参照しながら説明する。図４（Ａ）に示すように、プリント時には、プラテンローラ２３がヘッド対向位置に挿入される。この状態で、記録紙１１を搬送させながら、サーマルヘッド２２によって印画が行われる。

プリント枚数が所定枚数に達すると、動作モードがクリーニングモードへ移行する。クリーニングモードへ移行すると、図４（Ｂ）に示すように、ヘッドシフト機構２４が作動して、サーマルヘッド２２が退避位置に移動する。そして、切り替え用モータＭ３が回転し、駆動ギヤ７２を介して回転力が第１回転板６２に伝達されて、第１回転板６２が回転する。この回転により、プラテンローラ２３がヘッド対向位置から退避して、クリーニングローラ４１がヘッド対向位置へ挿入される。このローラ切り替えの後、図４（Ｃ）に示すように、ヘッドシフト機構２４によってサーマルヘッド２２が圧接位置へ移動して、発熱素子アレイ２２ａとクリーニングローラ４１の外周面が接する。

この後、クリーニング用モータＭ２が回転を開始する。クリーニング用モータＭ２の回転は、駆動ギヤ４２へ伝達されてメインシャフト６１が回転する。メインシャフト６１が回転すると、その回転が伝達ギヤ７４を介して、クリーニングローラ４１へ伝達される。クリーニングローラ４１が回転すると、その外周面が発熱素子アレイ２２ａと摺接してヘッドの汚れが擦り取られる。クリーニングローラ４１が所定期間回転してクリーニングが行われると、クリーニング処理を終了する。クリーニング処理が終了すると、この後、再びローラ切り替え機構４４が作動して、プラテンローラ２３がヘッド対向位置へ挿入されて、プリントモードへ復帰する。

上記実施形態では、クリーニングローラ４１を、所定の主走査方向の位置で回転させる例で説明したが、クリーニングローラ４１を主走査方向に沿って往復移動させながら回転させてもよい。こうすれば、クリーニングローラ４１の周面の起伏等によって発生するクリーニングのムラを防止することができるのでより高いクリーニング効果が得られる。この場合には、例えば、クリーニングローラ４１の回転軸４１ａの端部に、カム溝８１を形成するとともに、第２回転板６２に前記カム溝８１と係合するカム８２を設ける。これにより、クリーニングローラ４１が回転すると、カム溝８１の形状に従ってクリーニングローラ４１が主走査方向に往復移動する。もちろん、この場合には、クリーニングローラ４１の往復動の際に、その回転軸４１ａの両端が軸受け部６７から突出できるように、取り付け部６８の厚みを確保しておく必要がある。

上記実施形態では、クリーニングローラとプラテンローラの配置角を１８０度とした例で説明しているが、この配置角は、第１及び第２の各回転板の回転によりクリーニングローラとプラテンローラとを選択的にヘッド対向位置へ挿入できるような角度であればよく、例えば、６０度や９０度など１８０度以外の任意の角度を適宜選択可能である。

上記実施形態では、クリーニングローラの外周面に研磨剤を塗布した例で説明したが、研磨剤を塗布する代わりに、ブラシ状にしてもよい。この場合、ブラシの材質としては、プラスチックや金属などが使用される。

また、上記実施形態のローラ切り替え機構は１例であり、種々の変形が可能である。例えば、ローラ切り替え機構をモータで駆動する代わりに、プリンタ本体外部から操作可能な切り替えレバーを設け、この切り替えレバーの操作によりローラの切り替えが行われるようにしてもよい。

上記実施形態では、カラー感熱プリンタを例に説明したが、熱転写型プリンタなどサーマルヘッドを用いる他のサーマルプリンタに適用することもできる。

本発明のカラー感熱プリンタの構成図である。 ローラ切り替え機構の構成図である。 クリーニングローラの取り付け方法の説明図である。 ローラ切り替え動作及びクリーニング処理の説明図である。 クリーニングローラを主走査方向に往復動させる構成の説明図である。

符号の説明

１０ カラー感熱プリンタ
２２ サーマルヘッド
２２ａ 発熱素子アレイ
２３ プラテンローラ
４１ クリーニングローラ
４４ ローラ切り替え機構
６１ メインシャフト
６２ 第１回転板
６３ 第２回転板
Ｍ２ クリーニング用モータ
Ｍ３ 切り替え用モータ

Claims (7)

1. 加熱により画像を熱記録するサーマルヘッドと、このサーマルヘッドと対向するヘッド対向位置に配置されるプラテンローラとを有するサーマルプリンタにおいて、
   外周面を前記サーマルヘッドに接触させた状態で回転させることによりサーマルヘッドの汚れを擦り取るクリーニングローラと、このクリーニングローラと前記プラテンローラとを変位させることにより、前記各ローラを前記ヘッド対向位置へ選択的に挿入するローラ切り替え機構とを設けたことを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記ローラ切り替え機構は、平行に配置された前記プラテンローラ及びクリーニングローラをその両端で保持し、前記各ローラと平行に配置されたメインシャフトを中心に回転する一対の回転板を備えていることを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
3. 前記クリーニングローラは、前記ローラ切り替え機構に着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項１又は２記載のサーマルプリンタ。
4. 前記クリーニングローラの外周面には、研磨剤が塗布されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のサーマルプリンタ。
5. 前記クリーニングローラの外周面は、ブラシ状になっていることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のサーマルプリンタ。
6. 前記クリーニングローラは、前記サーマルヘッドの主走査方向に往復動しながら回転することを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のサーマルプリンタ。
7. 所定のタイミングで自動的に前記ローラ切り替え機構を作動させてクリーニング処理を実行することを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のサーマルプリンタ。

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